[发明专利]一种自适应复合机制隧穿场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种隧穿场效应晶体管，包括一个控制栅，一个栅介质层，一个半导体衬底，一个掺杂源区和一个掺杂漏区，掺杂源区和掺杂漏区分别位于控制栅的两侧，其特征在于，对于N型晶体管，掺杂源区在N^-掺杂的基础上，在靠近控制栅边缘的一侧又注入P⁺，使得该注入部分原有的N^-掺杂完全被补偿为P⁺，且P⁺掺杂区和有源区宽度方向的边缘有间距；对于P型晶体管，掺杂源区在P^-掺杂的基础上，在靠近控制栅边缘的一侧又注入N⁺，使得该注入部分原有的P^-掺杂完全被补偿为N⁺，且N⁺掺杂区和有源区宽度方向的边缘有间距。

2.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管，其特征在于，对于N型晶体管，掺杂漏区N^-的掺杂浓度为1×10¹⁹~1×10²⁰cm^-3；P⁺掺杂浓度为1×10²⁰~1×10²¹cm^-3。

3.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管，其特征在于，对于P型晶体管，掺杂漏区P^-的掺杂浓度约1×10¹⁹~1×10²⁰cm^-3；N⁺的掺杂浓度约1×10²⁰～1×10²¹cm^-3。

4.如权利要求1所述的隧穿场效应晶体管，其特征在于，P⁺掺杂区或N⁺掺杂区和有源区宽度方向边缘的间距小于2μm。

5.一种制备如权利要求1所述隧穿场效应晶体管的方法，包括以下步骤：

（1）在半导体衬底上通过浅槽隔离定义有源区；

（2）生长栅介质层；

（3）淀积栅材料，接着光刻和刻蚀，形成控制栅图形；

（4）以控制栅为掩膜，自对准离子注入，形成相同掺杂类型的掺杂漏区和掺杂源区；

（5）光刻暴露出部分与控制栅相连的源掺杂区，以光刻胶及栅为掩膜，在靠近控制栅边缘的一侧离子注入形成另一种掺杂类型的高掺杂源区，然后快速高温热退火激活掺杂杂质；

（6）最后进入常规CMOS后道工序。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的半导体衬底材料选自Si、Ge、SiGe、GaAs或其他II-VI，III-V和IV-IV族的二元或三元化合物半导体、绝缘体上的硅或绝缘体上的锗。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的栅介质层材料选自SiO₂、Si₃N₄和高K栅介质材料。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，生长栅介质层的方法选自下列方法之一：常规热氧化、掺氮热氧化、化学气相淀积和物理气相淀积。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中的栅材料选自掺杂多晶硅、金属钴，镍以及其他金属或金属硅化物。